[发明专利]低电容光电二极管元件和计算机断层造影检测器

说明书

技术领域

一般来说，本公开涉及光电二极管元件和光电二极管阵列的领域。

背景技术

最常规的计算机断层造影(CT)系统使用包括闪烁器和光电二极管阵列的检测器。闪烁器将x射线光子转换成可见光的光子，并且光电二极管阵列将可见光的光子转换成电信号电流。光电二极管阵列所产生的电信号电流的积分电荷与闪烁器所捕捉的x射线光子的能量成比例。

通常，计算机断层造影检测器中使用的光电二极管阵列包括采取诸如16×16、16×32、16×64和24×64之类的排列的多个光电二极管元件。光电二极管阵列通常耦合到闪烁器阵列。光电二极管阵列的每个光电二极管元件一般大约为1mm宽和1mm长。这通常导致每个光电二极管元件有大约10pF至15pF的范围内的电容。

为了产生具有高时间分辨率的图像，存在提高CT系统获取数据的速度的一贯压力。另外，为了患者安全，希望减少产生临床有用图像所需的x射线光子量。减少检测器所产生的噪声可有助于提高获取速度以及降低产生满意图像所需的x射线剂量。图像噪声的显著来源之一是检测器所产生的电子噪声。降低检测器所引起的电子噪声的一种方式是减小光电二极管阵列中的每个光电二极管元件的电容。

因此，为了降低电子噪声，需要开发较低电容的光电二极管元件和较低电容的光电二极管阵列，而不损害每个光电二极管元件的响应时间。

发明内容

本文针对上述不足、缺点和问题，这通过阅读和理解以下说明书将会理解。

在一个实施例中，光电二极管元件包括具有第一扩散类型的第一层以及第二层。第二层定义电荷收集区域，所述电荷收集区域包括第二扩散类型的活性区以及无活性区。活性区围绕无活性区。光电二极管还包括第一层与第二层之间的本征半导体层。

在一个实施例中，光电二极管元件包括具有第一扩散类型的第一层以及定义电荷收集区域的第二层。电荷收集区域包括第二扩散类型的多个活性区以及无活性区。将多个活性区电互连。光电二极管还包括第一层与第二层之间的本征半导体层。

在一个实施例中，计算机断层造影检测器包括用于将x射线转换成可见光的闪烁器。计算机断层造影检测器还包括定位成接收来自闪烁器的可见光的光电二极管阵列。光电二极管阵列包括多个光电二极管元件。多个光电二极管元件中的每个包括具有第一扩散类型的第一层以及第二层。第二层定义电荷收集区域。电荷收集区域包括第二扩散类型的活性区以及多个无活性区。活性区围绕多个无活性区。多个光电二极管元件中的每个还包括设置在第一层与第二层之间的本征半导体层。

通过附图及其详细描述，本领域的技术人员将会清楚地知道本发明的各种其它特征、目的和优点。

附图说明

图1是根据一个实施例的计算机断层造影检测器的截面的示意表示；

图2是根据一个实施例的光电二极管阵列的示意表示；

图3是根据一个实施例的光电二极管元件的示意表示；

图4是根据一个实施例的光电二极管元件的截面的示意表示；

图5是根据一个实施例的光电二极管元件的示意表示；以及

图6是根据一个实施例的光电二极管元件的截面的示意表示。

具体实施方式

在以下详细描述中，参照构成其部分的附图，附图中通过举例说明的方式示出可实施的具体实施例。对这些实施例进行了充分详细的描述，以便使本领域的技术人员能够实施实施例，并且要理解，可采用其它实施例，可进行逻辑、机械、电气及其它变更，而没有背离实施例的范围。因此，以下详细描述不要视为限制本发明的范围。

参照图1，根据一个实施例示出计算机断层造影检测器10的截面的示意表示。计算机断层造影检测器10包括闪烁器阵列12和光电二极管阵列14。闪烁器阵列12被设计成将x射线光子转换成可见光的光子。闪烁器阵列12可包括由石榴石水晶与稀土磷组合所形成的材料。其它实施例可将不同的材料用于闪烁器阵列12，例如氧硫化钆。闪烁器阵列12可包括大约1mm至5mm厚的层，如尺寸16所示。本领域的技术人员应当理解，根据其它实施例，闪烁器阵列12的厚度可超出这个范围。闪烁器阵列12的厚度将取决于为闪烁器阵列12所选的材料以及闪烁器阵列12将被预期转换成可见光的光子的x射线光子的预期能级。

光电二极管阵列14包括多个光电二极管元件17。图1中示意表示6个光电二极管元件17的截面。本领域的技术人员应当理解，计算机断层造影检测器中使用的光电二极管阵列可包括明显多于6个光电二极管。